(兖矿鲁南化肥厂,山东 滕州277527)
[中图分类号]TQ 546[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2012)03-0052-01
我厂“3052”项目(300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素)煤气化装置采用的是兖矿集团具有自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉,设计日处理煤1 150 t。该煤气化装置具有易燃易爆、高温(1 350 ℃)高压(4 MPa)的高危特性,对控制系统有极高的要求。基于此,气化装置的控制系统采用了完全国产化的WebField ECS-100 DCS。该控制系统各项功能和性能均达到或优于设计要求,稳定可靠,能满足大型化肥装置在易燃易爆、高温高压的高危险等级下安全优化运行的要求。
1 气化装置控制系统整体设计
根据我厂德士古气化炉实际使用经验,RTD和TC卡在现场使用时,因为是弱信号,易受外界干扰的影响,使测量结果产生波动或卡件受损。因此装置中所有温度检测点均现场通过一体温变转换成标准的4~20 mA信号,所有DO和DI点都经过继电器隔离进入卡件,以减少外界干扰对卡件造成的损坏,同时也减少DO和DI波动所引起的不必要停车。
根据气化装置的工艺要求及测点分布情况,在DCS设计中配置了3对冗余主控制器,分别对应煤浆制备控制站、气化框架、渣水处理控制站;配置了4台操作站、1台工程师站;为了解决与ESD、色谱等第三方系统的通讯集成,配置了2个FW248通讯站。
气化装置控制系统与厂内其他装置控制系统之间通过冗余光纤实现互联,使得全厂各分装置控制系统构成一个整体监控系统,从而实现各工艺装置分散控制、集中调度管理的功能。
2 关键控制方案设计与实施
2.1 气化炉氧煤比/负荷控制
进入气化炉内的煤浆流量和氧气流量的比值(简称氧煤比)控制是实现气化炉安全、平稳及优化运行的关键所在。为了实现此目的,首先要保证进入系统的现场关键检测参数的可靠性和真实性,然后在此基础上再考虑有效的控制策略以实现气化炉内氧煤比/负荷的安全平稳调节。
煤浆流量的控制一般采用变频电机调节煤浆泵转速来实现。为了增加煤浆流量测量的可靠性,对煤浆流量设计了中值选择回路。DCS对3台测煤浆流量的电磁流量计